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la cuevadel empollón
FísicaAndalucíaPAU 2018ExtraordinariaReserva B

Física · Andalucía 2018

4 ejercicios90 min de duración

Instrucciones

Tiempo
1 hora y 30 minutos
a) Duración: 1 hora y 30 minutos. b) Debe desarrollar las cuatro preguntas de una de las dos opciones. c) Puede utilizar calculadora no programable, ni gráfica ni con capacidad para almacenar o transmitir datos d) Cada pregunta se calificará entre 0 y 2,5 puntos (hasta 1,25 puntos cada uno de sus apartados).
Elige una opción

Ejercicio 1

1
2,5 puntos
Datos
  • g=9,8 m s−2g = 9{,}8\,\text{m s}^{-2}
a
Para calcular la energía potencial gravitatoria se suelen utilizar las fórmulas EP=mghE_P = mgh y EP=−GMmrE_P = -G \frac{Mm}{r}. Indique la validez de ambas expresiones y dónde se sitúa el sistema de referencia que utiliza cada una de ellas.1,25 pts
b
Sobre un bloque de 10 kg10\,\text{kg}, inicialmente en reposo sobre una superficie horizontal rugosa, se aplica una fuerza de 40 N40\,\text{N} que forma un ángulo de 60∘60^\circ con la horizontal. El coeficiente de rozamiento entre el bloque y la superficie vale 0,20{,}2. Realice un esquema indicando las fuerzas que actúan sobre el bloque y calcule la variación de energía cinética del bloque cuando éste se desplaza 0,5 m0{,}5\,\text{m}.1,25 pts
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Ejercicio 2

2
2,5 puntos
Datos
  • e=1,6⋅10−19 Ce = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • mp=1,7⋅10−27 kgm_p = 1{,}7 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}
a
¿Un protón y un electrón penetran con la misma velocidad perpendicularmente a un campo magnético. ¿Cuál de los dos experimentará una mayor aceleración? ¿Qué partícula tendrá un radio de giro mayor?1,25 pts
b
Un protón que parte del reposo se acelera mediante una diferencia de potencial de 5 kV5\,\text{kV}. Seguidamente entra en una región del espacio en la que existe un campo magnético uniforme perpendicular a su velocidad. Si el radio de giro descrito por el protón es de 0,05 m0{,}05\,\text{m}, ¿qué valor tendrá el módulo del campo magnético? Calcule el periodo del movimiento.1,25 pts
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Ejercicio 3

3
2,5 puntos
Datos
  • naire=1n_{\text{aire}} = 1
  • c=3⋅108 m s−1c = 3 \cdot 10^8\,\text{m s}^{-1}
a
Explique, ayudándose con un esquema, el concepto de ángulo límite. Indique las condiciones para que pueda producirse.1,25 pts
b
Un rayo de luz que se propaga por el aire incide con un ángulo de 20∘20^\circ respecto de la vertical sobre un líquido A, cuyo índice de refracción es 1,21{,}2, propagándose seguidamente a otro líquido B de índice de refracción 1,51{,}5. Represente el esquema de rayos correspondiente, determine la velocidad de la luz en cada medio y calcule el ángulo que forma dicho rayo con la vertical en el líquido B.1,25 pts
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Ejercicio 4

4
2,5 puntos
a
Enuncie la ley que rige la desintegración radiactiva identificando cada una de las magnitudes que intervienen en la misma, y defina periodo de semidesintegración y actividad de un isótopo radiactivo.1,25 pts
b
Uno de los isótopos que se suele utilizar en radioterapia es el X60X2260Co\ce{^{60}Co}. La actividad de una muestra se reduce a la milésima parte en 52,3452{,}34 años. Si tenemos 2⋅10152 \cdot 10^{15} núcleos inicialmente, determine la actividad de la muestra al cabo de dos años.1,25 pts
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Ejercicio 1

1
2,5 puntos
Datos
  • g=9,8 m s−2g = 9{,}8\,\text{m s}^{-2}
a
Un bloque de masa mm tiene un peso PP sobre la superficie terrestre. Indique justificadamente cómo se modificaría el valor de su peso en los siguientes casos: (i) Si la masa de la Tierra se redujese a la mitad sin variar su radio; (ii) si la masa de la Tierra no variase pero su radio se redujese a la mitad.1,25 pts
b
Un bloque de 1 kg1\,\text{kg} de masa asciende por un plano inclinado que forma un ángulo de 30∘30^\circ con la horizontal. La velocidad inicial del bloque es de 10 m s−110\,\text{m s}^{-1} y el coeficiente de rozamiento entre las superficies del bloque y el plano inclinado es 0,30{,}3. Determine mediante consideraciones energéticas: (i) La altura máxima a la que llega el bloque; (ii) el trabajo realizado por la fuerza de rozamiento.1,25 pts
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Ejercicio 2

2
2,5 puntos
a
Una espira circular se encuentra en reposo en una región del espacio. Indique, razonadamente y con ayuda de un esquema, cuál será el sentido de la corriente inducida cuando: (i) El polo norte de un imán se acerca perpendicularmente a la espira por el polo norte; (ii) el imán está en reposo y orientado perpendicularmente a la superficie de la espira a 10 cm10\,\text{cm} de su centro.1,25 pts
b
Una espira circular de 10 cm10\,\text{cm} de radio, inicialmente contenida en un plano horizontal, gira a 40π rad s−140\pi\,\text{rad s}^{-1} en torno a uno de sus diámetros en el seno de un campo magnético uniforme vertical de 0,4 T0{,}4\,\text{T}. Calcule el valor máximo de la fuerza electromotriz inducida en la espira.1,25 pts
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Ejercicio 3

3
2,5 puntos
a
Defina, ayudándose de los esquemas precisos, los conceptos de onda estacionaria, vientre y nodo.1,25 pts
b
Una cuerda vibra según la ecuación: y(x,t)=5sen⁡((π/3)x)cos⁡(40πt) (SI)y(x, t) = 5 \sen ((\pi / 3) x) \cos (40 \pi t) \, (\text{SI}) Calcule razonadamente: (i) La velocidad de vibración en un punto que dista 1,5 m1{,}5\,\text{m} del origen en el instante t=1,25 st = 1{,}25\,\text{s}; (ii) la distancia entre dos nodos consecutivos.1,25 pts
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Ejercicio 4

4
2,5 puntos
Datos
  • 1 u=1,67⋅10−27 kg1\,\text{u} = 1{,}67 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}
  • c=3⋅108 m s−1c = 3 \cdot 10^8\,\text{m s}^{-1}
  • m(X13X2123H)=3,016049 um(\ce{^3_1H}) = 3{,}016049\,\text{u}
  • m(X24X2224He)=4,002603 um(\ce{^4_2He}) = 4{,}002603\,\text{u}
  • mn=1,008665 um_n = 1{,}008665\,\text{u}
  • mp=1,007276 um_p = 1{,}007276\,\text{u}
a
Defina defecto de masa y energía de enlace de un núcleo y cómo están relacionadas entre sí.1,25 pts
b
Considere los núclidos X13X2123H\ce{^3_1H} y X24X2224He\ce{^4_2He}. Calcule cuál de ellos es más estable y justifique la respuesta.1,25 pts
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